CN103019902A - Arinc429总线信号性能参数的自动测试装置及测试方法 - Google Patents

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马丽
游本雨
周焱
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Abstract

本发明公开了ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置及测试方法，该装置包括测试单元、测试适配器以及相应的软件程序，所述测试单元由电源控制箱、PXI测试机箱、信号调理箱、测试接口阵列以及输入输出设备组成，测试单元中的各资源模块通过PXI总线在PXI控制计算机的控制下，通过测试软件运行测试单元的测试程序；适配器通过测试阵列ITA端与RCV端啮合，与测试单元上的测试资源模块相连；所述测试软件包括测试单元测试软件和适配器专用测试软件两部分。本发明提高了ARINC429总线信号模块产品的质量水平，减少了专测设备的研制，极大的缩减了测试设备的研制经费和维护成本。

Description

ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置及测试方法
技术领域
本方法涉及航空电子产品自动测试技术领域，具体涉及一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置及测试方法。
背景技术
在航空电子产品的自动测试技术领域，对于ARINC429总线（数字式信息传输系统DITS）信号接口的测试方法，多限于对信号接口的功能进行测试，尚无面向信号本身性能参数的自动测试方法。
发明内容
针对已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置；
本发明的另一目的在于提供ARINC429总线信号性能参数的自动测试方法；本发明实现对ARINC429总线信号接口模块的输入输出信号的性能参数等进行自动化测量。
本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的。
一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，包括测试单元、测试适配器以及相应的软件程序，所述测试单元由电源控制箱、PXI测试机箱、信号调理箱、测试接口阵列以及输入输出设备（键盘、鼠标和显示器等）组成，信号调理箱将PXI测试资源模块的信号分配到测试接口阵列上，测试单元中的各资源模块通过PXI总线在PXI控制计算机的控制下，通过测试软件运行测试单元的测试程序；
所述测试适配器内部含有提供被测模块工作环境条件的信号控制与激励模块，被测模块插入测试接口板上的插座，测试接口板与适配模块经由转接插板连接，再由连接电缆接到测试阵列ITA端，整个适配器通过测试阵列ITA端与RCV端啮合，与测试单元上的测试资源模块相连；
所述测试软件包括测试单元测试软件和适配器专用测试软件两部分，测试单元软件对采集到的信号波形参数进行分析，获得量化数据，并与标准判据进行比较，得到测试结果；适配器专用测试软件通过RS232接口实现与测试单元的测试命令交互，控制被测模块与测试单元进行测试交互，将测试结果上传给测试单元。
所述电源控制箱提供被测模块和测试适配器所需的工作电源。
所述测试接口阵列选用VPC-G12的部件，并按照事先定义的布局将测试资源信号接入测试阵列。
所述测试单元软件开发采用VisualC++6.0和Labview 8.6的编程环境，测试软件应用Labview的SignalExpress的信号分析工具包中的函数。
所述信号波形参数包括输出信号幅度、负载能力、输出信号脉冲前后沿时间、位速率、位宽、脉宽和输入信号幅度范围改变等。
所述适配器测试软件在TORNADO编程环境下开发，调试完成后灌入适配器模块的存储器中。
ARINC429总线信号性能参数的自动测试方法包括如下步骤：
1）将测试单元、测试适配器及被测模块按照要求进行正确的连接；
2）运行被测模块相应的测试单元软件，由电源控制箱输出相应的电源给测试适配器和被测模块供电；
3）选择被测模块总线通道输入性能的测试项目时，测试单元输出ARINC429总线信号给被测模块的接收通道，同时测试单元通过RS232接口与测试适配器进行测试命令的交互，由测试适配器收集被测模块的信息并进行判断，再将测试结果上报给测试单元；
4）选择被测模块总线通道输出性能的测试项目时，测试单元通过RS232接口与测试适配器进行测试命令的交互，命令适配器控制被测模块的相应通道输出ARINC429总线信号，测试单元软件对采集到的信号波形参数进行分析，获得量化数据，并与标准判据进行比较，得到测试结果；
5）全部测试项目完成后，测试单元软件会控制测试单元给测试适配器及被测模块自动断电，并将测试结果进行保存，同时提供查询、打印输出等功能；
6）将被测模块从测试适配器上取下，测试适配器与测试单元分离，测试过程全部结束。
本发明的有益效果：
1）本发明提高了ARINC429总线信号测试的水平和能力，及时发现并排除被测模块的潜在故障，从而提高ARINC429总线信号模块产品的质量水平，降低产品全寿命周期的维护成本。其测试方法亦能推广到其他信号的性能测试。
2）应用ARINC429总线信号测试装置可以实现对各类包含ARINC429总线功能的模块进行自动测试，减少了专测设备的研制，极大的缩减了测试设备的研制经费和维护成本。
附图说明
图1为本发明ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置工作原理示意图；
图2为本发明ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置的结构示意图；
图3为本发明测试单元软件测试流程图；
图4为本发明适配器专用测试软件测试流程图。
具体实施方式
下面结合附图1—4进一步说明本发明是如何实现的。
实施例1
ARINC429总线信号性能自动测试装置，包括测试单元和测试适配器两部分，以及相应的软件程序，已完成与被测模块-ARINC429总线接口模块的测试联试验证，详细设计说明如下。
如图1所示，ARINC429总线信号性能自动测试装置的工作原理示意图，测试单元中各资源模块通过PXI总线在PXI控制计算机的控制下，运行测试单元测试程序，实现整个测试过程的自动化。
测试单元的配置与构成：
测试单元由PXI测试机箱、信号调理箱、测试接口阵列以及输入输出设备（键盘、鼠标、显示器等）组成。信号调理箱将PXI测试资源模块的信号分配到测试接口阵列上。电源控制箱提供被测模块和测试适配器所需的工作电源，主要有±5V，±15V等。测试接口阵列选用VPC-G12的部件，并按照事先定义的布局将测试资源信号接入测试阵列。接口控制面板上将USB口和网口接出来，方便使用。
ARINC429总线信号性能自动测试装置的结构示意图见图2所示，信号调理箱位于测试接口阵列后部。PXI机箱放置在显示器后部。测试适配器：
测试适配器内部含有信号控制与激励模块，提供被测模块的工作环境条件。
被测模块插入测试接口板上的插座，测试接口板与适配模块经由转接插板连接，再由连接电缆接到测试阵列ITA端，整个适配器通过测试阵列ITA端与RCV端啮合，与测试单元上的测试资源信号相连。测试软件：
测试软件分测试单元测试软件和适配器专用测试软件两部分。
测试单元软件开发采用Visual C++6.0和Labview 8.6的编程环境，测试软件应用Labview的SignalExpress的信号分析工具包中的函数，对采集到的信号波形参数进行分析，包括：输出信号幅度、负载能力、输出信号脉冲前后沿时间、位速率、位宽、脉宽、输入信号幅度范围改变等，获得量化数据，并与标准判据进行比较，得到测试结果。测试单元软件测试流程见图3。
适配器专用测试软件通过RS232接口实现与测试单元的测试命令交互，控制被测模块与测试单元进行测试交互，将测试结果上传给测试单元。适配器软件在TORNADO编程环境下开发，调试完成后灌入适配器模块的存储器中。适配器专用测试软件测试流程见图4。
实施例2
ARINC429总线信号电气性能参数的测试方法
对信号的测量主要由软件控制数字示波器模块、矩阵开关模块和ARINC429总线仿真模块完成，需要的激励信号由任意波形发生器模块产生。
a)编制测试项目、参数配置表：定义测试项目、测试参数、信号编码、测试资源通道等测试信息，生成测试信号/资源配置表和编码信息库，确定ARINC429总线信号的电气参数等测试项目；
b)启动PXI机箱中的数字示波器模块进程进行监听并设置数字示波器模块的触发电平;
c)握手成功后，被测模块发送数据，总线上出现一定幅度的电平；
d)数字示波器模块启动触发以250M/s的采样率开始采集记录数据，并对此数据进行测量与分析。
实施例3
信号幅度测试方法
信号幅度的测试主要完成信号高电平和低电平的测量。输出信号的幅值范围应该满足表1所列要求。
表1输出幅度测试要求
  序号   项目名称   测试条件   A、B线间   A对地   B对地
  1   正输出幅度VP   在测量端测量输出波形正脉冲信号幅值   ＋10±1.0V   ＋5±0.5V   -5±0.5V
  2   负输出幅度VN   在测量端测量输出波形负脉冲信号幅值   -10±1.0V   -5±0.5V   ＋5±0.5V
  3   零电平范围VZ   在测量端测量输出波形零电平起伏范围   0±0.5V   0±0.25V   0±0.25V
采用Peak法计算信号幅度，具体方法为：遍历一帧总线信号的全部采样点，比较得出值最高和最低的点，即为信号最高幅度和最低幅度
实施例4
负载能力测试方法
a)在总线上接入阻值最小为400Ω的电阻；
b)控制适配器发送控制指令给被测模块，使被测通道不断输出同一数据；
c)用数字示波器模块测量被测通道输出波形信号的幅度，对采集的幅值数据执行信号分析；
d)输出信号的幅值范围应该满足表1所列要求。
实施例5
输出信号脉冲前后沿时间的测试方法
ARINC429总线信号为差分信号，且采用双极性归零码，因此必须先设置参考电平，即用于确定瞬态间隔的高低参考电平，包括高参考电平、低参考电平和中间参考电平。根据ARINC429总线信号波形特性，分别选取高状态电平的90%、10%和50%为高参考电平、低参考电平和中间参考电平。
上升时间为脉冲前沿10%~90%电平间的时间间隔，下降时间为脉冲后沿10%~90%电平间的时间间隔。
实施例6
位速率测试方法
ARINC429总线信号采用双极性归零码，“零点”存在漂移现象，适当“抬高”差分信号，分别得到正负信号的一组过零点的X坐标，如式1和2所示
(XP1    XP2...XPN) （1）
(XN1    XN2...XNN) （2）
根据式1和2分别得到正负信号X坐标的最大值XPmax、XNmax和最小值XPmin、XNmin，比较得出信号X坐标的最大值Xmax和最小值Xmin，根据式3计算得到波特率，但因最后一位在计算时会被忽略，因此要适当地对信号数进行补偿。其中，I为时间信息XIncrement，B为一帧信号的位数。
(Xmax-Xmin+Δδ)×I/B×109 (3)。
输出信号位宽测试方法与位速率测试方法相同，位宽=1/位速率。
实施例7
输出信号脉宽测试方法
ARINC429总线信号为差分信号，且采用双极性归零码，因此必须先设置参考电平，即用于确定瞬态间隔的高低参考电平，包括高参考电平、低参考电平和中间参考电平。根据ARINC429总线信号波形特性，分别选取高状态电平的90%、10%和50%为高参考电平、低参考电平和中间参考电平。
信号脉宽为不包括后沿的总线信号脉冲宽度。
实施例8
输入信号幅度范围变化测试方法
a)控制被测模块输出ARINC429总线信号；
b)利用数字示波器模块采集逻辑正电平信号，并保存成波形文件；
c)任意波形发生器模块将波形文件进行编辑修改后，输出信号幅度改变的信号至信号调理板；
d)信号调理板将输入的单端信号幅值加倍后再转换成差分信号输出到被测模块；
e)判断被测模块的接收通道工作是否正常；
f)循环进行c)到e)的步骤，最终判断被测模块是否能满足表2的要求。
表2输入信号幅度范围要求
Figure BDA00002582096500091

Claims (8)

1.一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，包括测试单元、测试适配器以及相应的软件程序，其特征在于，所述测试单元由电源控制箱、PXI测试机箱、信号调理箱、测试接口阵列以及输入输出设备组成，信号调理箱将PXI测试资源模块的信号分配到测试接口阵列上，测试单元中的各资源模块通过PXI总线在PXI控制计算机的控制下，通过测试软件运行测试单元的测试程序；
所述测试适配器内部含有提供被测模块工作环境条件的信号控制与激励模块，被测模块插入测试接口板上的插座，测试接口板与适配模块经由转接插板连接，再由连接电缆接到测试阵列ITA端，整个适配器通过测试阵列ITA端与RCV端啮合，与测试单元上的测试资源模块相连；
所述测试软件包括测试单元测试软件和适配器专用测试软件两部分，测试单元软件对采集到的信号波形参数进行分析，获得量化数据，并与标准判据进行比较，得到测试结果；适配器专用测试软件通过RS232接口实现与测试单元的测试命令交互，控制被测模块与测试单元进行测试交互，将测试结果上传给测试单元。
2.根据权利要求1所述的一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，其特征在于，所述输入输出设备包括键盘、鼠标和显示器。
3.根据权利要求1所述的一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，其特征在于，所述电源控制箱提供被测模块和测试适配器所需的工作电源。
4.根据权利要求1所述的一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，其特征在于，所述测试接口阵列选用VPC-G12的部件，并按照事先定义的布局将测试资源信号接入测试阵列。
5.根据权利要求1所述的一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，其特征在于，所述测试单元软件开发采用Visual C++6.0和Labview 8.6的编程环境，测试软件应用Labview的SignalExpress的信号分析工具包中的函数。
6.根据权利要求1所述的一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，其特征在于，所述信号波形参数包括输出信号幅度、负载能力、输出信号脉冲前后沿时间、位速率、位宽、脉宽和输入信号幅度范围改变。
7.根据权利要求1所述的一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，其特征在于，所述适配器测试软件在TORNADO编程环境下开发，调试完成后灌入适配器模块的存储器中。
8.根据权利要求1—7任意一项所述的一种ARINC429总线信号性能参数的自动测试装置，其特征在于，ARINC429总线信号性能参数的自动测试方法包括如下步骤：
1）将测试单元、测试适配器及被测模块按照要求进行连接；
2）运行被测模块相应的测试单元软件，由电源控制箱输出相应的电源给测试适配器和被测模块供电；
3）选择被测模块总线通道输入性能的测试项目时，测试单元输出ARINC429总线信号给被测模块的接收通道，同时测试单元通过RS232接口与测试适配器进行测试命令的交互，由测试适配器收集被测模块的信息并进行判断，再将测试结果上报给测试单元；
4）选择被测模块总线通道输出性能的测试项目时，测试单元通过RS232接口与测试适配器进行测试命令的交互，命令适配器控制被测模块的相应通道输出ARINC429总线信号，测试单元软件对采集到的信号波形参数进行分析，获得量化数据，并与标准判据进行比较，得到测试结果；
5）全部测试项目完成后，测试单元软件会控制测试单元给测试适配器及被测模块自动断电，并将测试结果进行保存，同时提供查询、打印输出功能；
6）将被测模块从测试适配器上取下，测试适配器与测试单元分离，测试过程全部结束。
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